地震與波浪聯(lián)合作用下深水橋墩動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、對(duì)于淹沒(méi)深度較大的橋墩,在波浪與地震聯(lián)合作用時(shí),水-橋墩相互作用在橋墩表面產(chǎn)生的動(dòng)水壓力會(huì)對(duì)深水橋墩的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生影響。但是,目前就波浪與地震聯(lián)合作用下深水橋墩的動(dòng)力響應(yīng)缺乏深入的研究。本文以深水橋墩為研究對(duì)象,采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法研究了地震與波浪聯(lián)合作用下深水橋墩的動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題。
　　本文工作主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)在查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于結(jié)構(gòu)動(dòng)水壓力研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)并簡(jiǎn)述了結(jié)構(gòu)動(dòng)水壓力的計(jì)

2、算方法、結(jié)構(gòu)在有水環(huán)境中動(dòng)力響應(yīng)的分析方法和研究成果。
　　(2)將深水橋墩周圍水域中的波浪根據(jù)產(chǎn)生方式的不同劃分為輻射波浪與繞射波浪。通過(guò)輻射波浪理論得出橋墩所受的輻射波浪動(dòng)水壓力;通過(guò)繞射波浪理論求解波浪繞射波浪動(dòng)水壓力。在求解過(guò)程中,考慮由于橋墩附近波高差異造成的動(dòng)水壓力的差異。然后通過(guò)本文方法計(jì)算 Boo試驗(yàn)?zāi)Ｐ退艿膭?dòng)水壓力,并與試驗(yàn)結(jié)果與 FNV(Faltisen-Newman-Vinje)公式計(jì)算得到的動(dòng)水壓力進(jìn)行對(duì)

3、比,發(fā)現(xiàn),本文提出的橋墩動(dòng)水壓力能夠較好的計(jì)算橋墩所受的前三階動(dòng)水壓力。
　　(3)分析水-橋墩相互作用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果,探討橋墩表面動(dòng)水壓力與橋墩動(dòng)力響應(yīng)的關(guān)系并分析橋墩動(dòng)水壓力的分布規(guī)律。研究表明,橋墩所受動(dòng)水壓力沿橋墩高度是變化的并與結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)相關(guān),動(dòng)水壓力會(huì)增大橋墩受外部激勵(lì)時(shí)的動(dòng)力響應(yīng)。
　　(4)根據(jù)本文計(jì)算動(dòng)水壓力的公式,基于ABAQUS有限元軟件開(kāi)發(fā)了動(dòng)水壓力計(jì)算程序,對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行分析,然后對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)

4、值模擬結(jié)果表明,通過(guò)本文方法模擬橋墩所受動(dòng)水壓力能夠滿足分析有水環(huán)境下橋墩的動(dòng)力響應(yīng)的準(zhǔn)確度。然后分析在波浪與地震聯(lián)合作用下試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膭?dòng)力響應(yīng),分析考慮波浪的影響后橋墩動(dòng)力響應(yīng)的差異。
　　(5)利用本文建立的有水環(huán)境下深水橋墩的動(dòng)力響應(yīng)方法對(duì)實(shí)際橋墩進(jìn)行建模分析,分析橋墩尺寸、橋墩淹沒(méi)水深、地震波峰值、以及地震波的不同對(duì)橋墩動(dòng)力響應(yīng)的影響。分析表明,波浪與地震聯(lián)合作用下橋墩的動(dòng)力響應(yīng)相比無(wú)水環(huán)境中工作的橋墩的動(dòng)力響應(yīng)要大,而且隨